CN113035430B - 一种气体保护阻燃电缆生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电缆生产领域内的一种气体保护阻燃电缆生产装置，包括外模和芯模，外模沿轴线方向分为成型段和连接段，外模包括从内至外嵌套的第二模芯、第一模芯和模座，模座的成型段内侧壁为多个呈环形分布的第一成型槽，第一模芯的成型段为多个呈环形分布的第一成型柱，第一成型柱朝向模座中部的侧壁上设有第二成型槽，第二模芯的成型段为多个呈环形均匀分布的第二成型柱，每个第二成型柱均插入到一个第二成型槽内，每个第一成型柱均插入到一个第一成型槽内。本发明可用于生产具备气体保护阻燃功能的电缆，解决现有技术电缆不能防火阻燃，不能及时有效控制火势的问题。

Description

一种气体保护阻燃电缆生产装置

技术领域

本发明涉及电缆生产领域，具体涉及一种气体保护阻燃电缆生产装置。

背景技术

电线电缆作为现代社会基础建设的重要材料之一，用于为人们日常生活、工业生产、信息传输等提供能源或传递信息，是现代社会发展不可或缺的一部分基础设施。电缆主要结构为护套材料、绝缘材料包裹的导线，导线主要为金属导线，在传递电能的过程中由于电阻的存在会产生一定的热量，特别是部分输送电流大、电压高的电线电缆，在使用过程中会产生大量的热量，长时间使用过程中存在过热导致的自燃现象。此外电线电缆在使用过程中也存在较多因为外界环境影响导致的燃烧。燃烧会导致电线电缆的护套层失效进而破坏内部的绝缘及导体造成损坏等问题，严重的造成火灾危及人身、财产安全，因此电线电缆的防火性能尤为重要。现有技术中主要通过对绝缘、护套材料进行改进，研发具备阻燃性的材料作为成分之一添加到绝缘层和护套层中，但是通常电线电缆会有多层结构，并不是每一层都能够添加阻燃材料，这样对于电缆自身过热造成的自燃能够一定程度避免，但也不能完全避免自燃，仍有可能因为过热引燃部分护套材料，进而引燃外界物体造成火灾。对于外界火源只能避免电线电缆部分护套层或绝缘层不会被引燃，若电线电缆存在护套破口或损坏，则仍存在被引燃的情况，综上所述，现有电线电缆的防火阻燃性仍存在缺陷，不能有效可靠的避免电线电缆燃烧，不能及时有效的避免火势扩大。

发明内容

本发明意在提供一种气体保护阻燃电缆生产装置，以生产具备气体保护阻燃功能的电缆，解决现有技术电缆不能防火阻燃，不能及时有效控制火势的问题。

为达到上述目的，本发明的基础技术方案如下：一种气体保护阻燃电缆生产装置，包括筒状的外模和芯模，芯模同轴插设在外模中部，外模沿轴线方向分为成型段和连接段，外模包括从内至外嵌套连接的第二模芯、第一模芯和模座，模座的成型段内侧壁为多个连续且呈环形均匀分布的第一成型槽，第一模芯的成型段为多个呈环形均匀分布的第一成型柱，第一成型柱朝向模座中部的侧壁上设有第二成型槽，第二模芯的成型段为多个呈环形均匀分布的第二成型柱，每个第二成型柱均插入到一个第二成型槽内，第二成型柱与对应第二成型槽之间为第二成型间隙，每个第一成型柱均插入到一个第一成型槽内，第一成型柱与对应第一成型槽之间为第一成型间隙。

本方案的原理及优点是：实际应用时，本装置装配到电缆生产挤出机上使用，在电线电缆完成绝缘材料挤包形成半成品后，再通过挤出机和本装置挤出成型护套层。电缆半成品穿设在筒状的芯模中引导进入外模内侧，护套材料从外模与芯模之间的间隙进入填充在外模内侧的空腔中。连接段为模座、第一模芯、第二模芯的定位连接部位，成型段为模座、第一模芯、第二模芯组成护套材料成型空间的部位。模座作为最外侧的限制结构，内侧空腔作为成型腔，护套材料在第一成型槽与第一成型柱之间的第一成型间隙中形成外层护套，护套材料在第二成型槽与第二成型柱之间的第二成型间隙中形成中间层护套，第一成型柱在外层护套内侧形成第一气腔，第二成型柱在中间层护套内侧形成第二气腔，第二气腔位于第一气腔的内部，通过呈环形均匀分布的第一成型槽、第一成型柱、第二成型柱使得护套材料在电缆半成品外挤包有具有双层气腔结构的护套，双层气腔均包括多个环绕电缆均匀分布的气腔，通过向第一气腔、第二气腔中充注惰性气体，在电缆遇到外界火情时，外侧护套和中间层护套相继受损破裂释放惰性气体，将电缆表层附近的空气隔绝，继而使得电缆表层失去燃烧必须条件，可扑灭电缆表层火焰并避免电缆继续燃烧，实现电缆的气体保护防火阻燃。

进一步，第一成型槽为半椭圆槽，第一成型柱的截面外轮廓为半椭圆弧，半椭圆弧与半椭圆槽同心设置。作为优选这样成型的外层护套为厚度均匀的半椭圆形，充气后位于最外侧的中部相对两侧具备更集中的气压，生效时可更快响应，外侧护套的表面为平滑的弧面，具备一定的抗外力冲击性。

进一步，第二成型槽为直径小于第一成型槽截面轮廓短轴长度的半圆槽，第二成型柱的截面外轮廓为半圆弧，半圆弧与半圆槽同心设置。作为优选这样成型的中间层护套为厚度均匀的半圆形，形成的第二气腔在第一气腔内部，中间层护套和外层护套的凸起部位相接近，一旦外层护套破裂后，中间层护套也可紧随其后在相对较短的时间间隔内破裂释放惰性气体，进而保证惰性气体灭火阻燃的快速生效。

进一步，模座的外侧壁上开设有连通至第一成型槽的注料孔。作为优选这样在常规进料口进料之外还可通过注料孔直接向第一成型槽内注料，可以针对性的对空间狭小的第一成型间隙进行注料，保证外层护套稳定可靠的成型。

进一步，注料孔沿模座的表面周向均匀分布有至少两个。作为优选这样至少能够从两个方向补充注料，保障外层护套的成型，更优的是对应第一成型槽的数量设置相同数量的注料孔，有效可靠的保证护套材料将每一个第一成型间隙填满。

进一步，注料孔连通在第一成型槽截面轮廓的短轴端部。作为优选这样从注料孔进入的护套材料从第一成型间隙的中部进入，可沿着第一成型柱的表面同时向两侧流延，可保障护套材料在第一成型间隙中填满，保证外层护套成型完整。

进一步，第一成型柱和第二成型柱的端部伸出到模座的外侧。作为优选这样在从模座中挤出后外层护套、中间层护套仍能够得到第一成型柱、第二成型柱的支撑，并在露出模座的部位提前得到空冷定型后才脱离第一成型柱或第二成型柱，可保证第一气腔和第二气腔的成型稳定可靠。

进一步，第一成型柱和第二成型柱内部均开设有充气道，充气道均连通有惰性气体源，第一成型柱和第二成型柱的端部均设有与充气道连通的充气孔。作为优选这样通过在第一成型柱和第二成型柱内部设置充气道可在成型后及时充注惰性气体，使得第一气腔、第二气腔成型稳定，有效避免外层护套、中间层护套粘黏，同时可及时监测第一气腔、第二气腔的气密性，并提高产品的生产效率，避免后续独立充气带来的时间成本。

进一步，模座的成型段靠近连接段的内部设有电加热组件。作为优选这样通过电加热组件可对才进入外模的护套材料进行辅助加热，提高护套材料的流动性，促使护套材料有效填满第一成型间隙、第二成型间隙，保障外层护套、中间层护套的成型完整。

附图说明

图1为本发明实施例1的轴测图；

图2为本发明实施例1的正视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为本发明实施例1生产的气体保护阻燃电缆的断面视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：模座1、第一成型柱2、第二成型柱3、第一成型槽4、第二成型槽5、第一成型间隙6、第二成型间隙7、充气孔8、注料孔9、芯模10、充气道11、缆芯12、绝缘层13、内层护套14、中间层护套15、外层护套16、第一气腔17、第二气腔18。

实施例1，基本如附图1、图2及图3所示：一种气体保护阻燃电缆生产装置，包括均为筒状的外模和芯模10，芯模10同轴插设在外模中部。外模沿轴线方向分为成型段和连接段，外模包括从内至外嵌套连接的第二模芯、第一模芯和模座1，模座1的连接段中部为阶梯孔，第二模芯的连接段外轮廓为台阶状，第二模芯的连接段中部为阶梯孔，第一模芯的连接段外轮廓为台阶状，第一模芯的连接段中部为锥形的进料孔，芯模10同轴插设在进料孔中。模座1的成型段靠近连接段的内部设有电加热组件，电加热组件为电加热丝。模座1的成型段内侧壁为八个连续且呈环形均匀分布的第一成型槽4，第一模芯的成型段为八个呈环形均匀分布的第一成型柱2，第一成型柱2朝向模座1中部的侧壁上设有第二成型槽5，第二模芯的成型段为八个呈环形均匀分布的第二成型柱3，每个第二成型柱3均插入到一个第二成型槽5内，第二成型柱3与对应第二成型槽5之间为第二成型间隙7，每个第一成型柱2均插入到一个第一成型槽4内，第一成型柱2与对应第一成型槽4之间为第一成型间隙6。

第一成型槽4为半椭圆槽，第一成型柱2的截面外轮廓为半椭圆弧，半椭圆弧与半椭圆槽同心设置。第二成型槽5为直径小于第一成型槽4截面轮廓短轴长度的半圆槽，第二成型柱3的截面外轮廓为半圆弧，半圆弧与半圆槽同心设置。

模座1的外侧壁上开设有连通至第一成型槽4的注料孔9，注料孔9沿模座1的表面周向均匀分布有两个，注料孔9连通在第一成型槽4截面轮廓的短轴端部。

第一成型柱2和第二成型柱3内部均开设有充气道11，充气道11均连通有惰性气体源，第一成型柱2上的充气道11连通的惰性气体源为二氧化碳气源，第二成型柱3上充气道11连通的惰性气体源为氮气源，第一成型柱2和第二成型柱3的端部均设有与充气道11连通的充气孔8。

具体实施过程如下：将本实施例的气体保护阻燃电缆生产装置装配到电缆挤出机上，结合图4所示，将缆芯12表面挤包有绝缘层13的电缆半成品穿设在芯模10中，将护套材料从注料孔9和进料孔同时注入。进料孔进入的护套材料在电缆半成品与第二成型柱3之间填充在电缆半成品的表面包覆一定厚度的护套材料，从进料孔进入的护套材料还从第一成型间隙6和第二成型间隙7的端部向中部填充。同时注料孔9进入的护套材料从第一成型间隙6的中部进入并沿着第一成型柱2的表面向两侧流延填充，这样挤出的护套材料在电缆半成品的表面形成梅花状的护套层，八个第二成型柱3围合中部挤出的护套材料形成包覆在电缆半成品表面的内层护套14，第二成型间隙7挤出的护套材料侧形成两端与内层护套14一体连接的中间层护套15，第一成型间隙6挤出的护套材料形成两端与内层护套14一体连接的外层护套16。外层护套16内侧围合形成第一气腔17，中间层护套15内侧围合形成第二气腔18，且第二气腔18位于第一气腔17内。挤出过程中二氧化碳气源通过第一成型柱2上的充气道11、充气孔8向第一气腔17中充注二氧化碳气体，氮气源通过第二成型柱3上的充气道11、充气孔8向第二气腔18中充注氮气。最终生产得到的气体保护阻燃电缆在缆芯12外层有绝缘层13，在绝缘层13外侧有内层护套14，内层护套14表面有均匀分布的八个半圆形中间层护套15，八个中间层护套15的外侧各有一个半椭圆形的外层护套16，中间层护套15内侧的第二气腔18中充注有氮气，外层护套16内侧的第一气腔17中充注有二氧化碳气体。在使用过程中如遇到外界火情，外层护套16的中部暴露在电缆的最外侧，高温以及内部的气压使得该部位率先破裂释放二氧化碳气体包覆在电缆表面，同样的中间层护套15跟随破裂释放氮气，二氧化碳将氮气压制在电缆表面，将电缆表层附近的空气隔绝开，扑灭电缆表层的火焰，并通过各绝空气中的氧气实现电缆的阻燃，进而避免火情沿着电缆进一步扩散造成更大的损失。

实施例2，本实施例与实施例1的区别仅在于，第一成型柱2和第二成型柱3的端部伸出到模座1的外侧。本实施例中通过延长第一成型柱2和第二成型柱3到模座1外，使得挤出过程中外层护套16、中间层护套15脱离模座1后仍能够得到内部的支撑，同时这样在脱离模座1后内部有支撑的情况下能够短暂空冷定型，进而避免第一气腔17、第二气腔18塌陷粘黏，保证成型后的气体保护阻燃电缆外形规整，阻燃防火性能稳定、优异。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种气体保护阻燃电缆生产装置，其特征在于：包括筒状的外模和芯模，芯模同轴插设在外模中部，外模沿轴线方向分为成型段和连接段，外模包括从内至外嵌套连接的第二模芯、第一模芯和模座，所述模座的成型段内侧壁为多个连续且呈环形均匀分布的第一成型槽，所述第一模芯的成型段为多个呈环形均匀分布的第一成型柱，第一成型柱朝向模座中部的侧壁上设有第二成型槽，所述第二模芯的成型段为多个呈环形均匀分布的第二成型柱，每个第二成型柱均插入到一个第二成型槽内，第二成型柱与对应第二成型槽之间为第二成型间隙，每个第一成型柱均插入到一个第一成型槽内，第一成型柱与对应第一成型槽之间为第一成型间隙；所述第一成型柱和第二成型柱内部均开设有充气道，充气道均连通有惰性气体源，第一成型柱和第二成型柱的端部均设有与充气道连通的充气孔。

2.根据权利要求1所述的一种气体保护阻燃电缆生产装置，其特征在于：所述第一成型槽为半椭圆槽，所述第一成型柱的截面外轮廓为半椭圆弧，半椭圆弧与半椭圆槽同心设置。

3.根据权利要求2所述的一种气体保护阻燃电缆生产装置，其特征在于：所述第二成型槽为直径小于第一成型槽截面轮廓短轴长度的半圆槽，所述第二成型柱的截面外轮廓为半圆弧，半圆弧与半圆槽同心设置。

4.根据权利要求3所述的一种气体保护阻燃电缆生产装置，其特征在于：所述模座的外侧壁上开设有连通至第一成型槽的注料孔。

5.根据权利要求4所述的一种气体保护阻燃电缆生产装置，其特征在于：所述注料孔沿模座的表面周向均匀分布有至少两个。

6.根据权利要求5所述的一种气体保护阻燃电缆生产装置，其特征在于：所述注料孔连通在第一成型槽截面轮廓的短轴端部。

7.根据权利要求6所述的一种气体保护阻燃电缆生产装置，其特征在于：所述第一成型柱和第二成型柱的端部伸出到模座的外侧。

8.根据权利要求7所述的一种气体保护阻燃电缆生产装置，其特征在于：所述模座的成型段靠近连接段的内部设有电加热组件。

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